science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Lessen uit een gesimuleerde asteroïde-aanval

ESA's Hera-missie naar het binaire asteroïdesysteem Didymos zal twee CubeSat Opportunity Payloads (COPINS) dragen - genaamd Juventas en Milani - om de wetenschappelijke doelen van het belangrijkste ruimtevaartuig te ondersteunen, en demonstreren ook deep space inter-satellietverbindingstechnieken. Krediet:Europees Ruimteagentschap

In een alternatieve realiteit die zich afspeelt op de internationale Planetaire Defensieconferentie van dit jaar, een fictieve asteroïde stort neer boven Europa, het 'vernietigen' van een gebied van ongeveer 100 km breed nabij de Tsjechische en Duitse grens. Het scenario was bedacht, maar de mensen die deelnamen zijn heel echt, en de geleerde lessen zullen ons vermogen vormgeven om de komende jaren op gevaarlijke asteroïden te reageren.

Inslag van asteroïden:de enige natuurramp die we kunnen voorkomen

Natuurlijke gevaren zijn er in verschillende vormen en komen met wisselende frequentie voor. Sommige zijn relatief frequente gebeurtenissen met lokale gevolgen zoals overstromingen en bosbranden. Anderen komen slechts één keer voor in een blauwe maan, maar kunnen de hele planeet beïnvloeden, zoals wereldwijde pandemieën en inslagen van asteroïden.

De dreiging van asteroïden is echter uniek:een asteroïde-inslag is de meest voorspelbare natuurramp waarmee we worden geconfronteerd, en gezien genoeg waarschuwing hebben we de technologie, in principe, om het helemaal te voorkomen.

In de afgelopen decennia is het gebied van Planetaire Defensie heeft opmerkelijke vooruitgang geboekt - de mensheid heeft nu telescopen verspreid over de planeet die op zoek zijn naar gevaarlijke ruimterotsen, waarvan de grootste allemaal zijn ontdekt, en dit jaar lanceren we een missie die voor het eerst de afbuiging van asteroïden op de proef stelt.

Het goede nieuws is, als het om reus gaat, asteroïden ter grootte van een dinosaurus, we zijn er vrij zeker van dat we ze allemaal hebben gevonden. Door hun enorme omvang, ze zijn gemakkelijk te detecteren. Maar hoe kleiner ze worden, hoe meer we nog moeten vinden, daarom is de inslag van de asteroïde van dit jaar, 2021 PDC, zo'n belangrijke les:we kunnen alleen voorkomen wat we kunnen voorspellen.

Het scenario van dit jaar:mission impossible

(Hoewel dit scenario in veel opzichten realistisch is, het is volledig fictief en beschrijft GEEN werkelijke asteroïde-impact.)

Het begon allemaal op 19 april 2021, toen een nieuwe asteroïde werd ontdekt door het Pan-STARRS near-Earth object survey-project. Het werd al snel duidelijk dat deze asteroïde de aarde in slechts zes maanden tijd verontrustend zou treffen.

Asteroïde-impact 2028:onze planeet beschermen. Krediet:Europees Ruimteagentschap

Verdere waarnemingen bevestigden wat de internationale gemeenschap had gevreesd, een impact was zeker. De grootte van het object bleef echter onduidelijk, variërend van 35 tot 700 meter in diameter.

Zoals het geval zou zijn als een echte asteroïde op ramkoers zou zijn, het International Asteroid Warning Network (IAWN) – een netwerk van organisaties die detecteren, volgen en karakteriseren van potentieel gevaarlijke asteroïden - openbaar verspreide wekelijkse updates over de impactkans naarmate de situatie vorderde.

Tegelijkertijd, de Space Missions Planning Advisory Group (SMPAG) begon na te denken over onze opties om de impact te voorkomen. Echter, de tijd is kort en we zijn nog steeds onzeker over de grootte van het object. De meeste opties om een ​​asteroïde af te buigen, zoals afbuiging via een inslag met hoge energie, 'zwaartekrachttrekker' of 'ionenstraalherder' – werk door de beoogde ruimtesteen slechts lichtjes aan te stoten. Echter, als het ver genoeg van tevoren wordt uitgevoerd, wordt dat kleine initiële duwtje opgebouwd om een ​​grote verschuiving in positie te worden tegen de tijd dat de asteroïde dicht bij de aarde komt.

Op dag drie van de conferentie, het scenario springt twee maanden vooruit tot 30 juni, minder dan vier maanden voordat de denkbeeldige asteroïde zou toeslaan. Op dit punt, SMPAG concludeert dat er geen ruimtemissies op tijd kunnen worden gelanceerd om de PDC 2021 van zijn ramkoers af te leiden of te verstoren.

Geleerde lessen:we kunnen niet voorkomen wat we niet kunnen voorspellen

Een scenario als dit, waarin een asteroïde-inslag wordt voorspeld met een korte waarschuwing van slechts een paar maanden, vormt een uitdaging voor preventie in de ruimte.

Asteroïden in ons zonnestelsel verschijnen niet uit het niets, ze reizen in banen rond de zon voor duizenden, miljoenen jaren. Zoals jaarlijkse meteorenregens, we kunnen met grote zekerheid berekenen wanneer een asteroïde terug zal zijn.

Als er in 2014 een gevoeliger asteroïde-onderzoek was geweest, zoals NEOSM of het Rubin Observatorium (LSST), ze zouden vrijwel zeker PDC 2021 hebben ontdekt tijdens een eerdere reis rond de zon, en deze waarschuwing van zeven jaar zou een groot aantal verschillende mogelijke resultaten hebben opgeleverd. Vooral, ruimtemissies zouden mogelijk zijn geweest voor een verkenningsmissie om meer te weten te komen over de grootte en samenstelling van de asteroïde, of een simpele 'kinetische impact'-afbuigingsmissie had het uit de weg kunnen ruimen.

De gearceerde gebieden in deze afbeelding laten zien waar de (fictieve) impact het meest waarschijnlijk is. Er is een kans van 99% dat de impact zich binnen de buitencontour zal bevinden, 87% binnen de middencontour, en 40% binnen het centrale donkerrode gebied. Alleen voor educatieve doeleinden. Niet echt. Meer informatie via Planetary Defense Conference Exercise - 2021. Credit:European Space Agency

Investeren op ogen gericht op de lucht

Telescopen en hemelonderzoeken zoals de PanSTARRS- of Catalina-hemelonderzoek en nog veel meer ontdekken elke dag nieuwe bijna-aardse objecten (NEO's). ESA voegt aan dit wereldwijde netwerk toe met haar opkomende netwerk van hightech 'Flyeyes'.

ESA's testbed-telescoop, waarvan de tweede onlangs is geïnstalleerd in La Silla, in zuid Amerika, is een samenwerkingsproject met ESO dat op efficiënte wijze follow-upobservaties van NEO's zal uitvoeren, en de eerste Flyeye-telescoop is momenteel in aanbouw om op een bergtop in Sicilië te worden geïnstalleerd, Italië, met een op insecten geïnspireerd ontwerp waarmee het veel sneller grote delen van de lucht kan bedekken dan traditionele ontwerpen.

Dergelijke investeringen, evenals degenen die over de hele wereld aan de gang zijn, zijn fundamenteel om ons te beschermen tegen gevaarlijke asteroïden. We moeten ze vinden voordat we er iets aan kunnen doen.

Lessen van COVID-19

De conferentie van dit jaar, zoals de meeste evenementen in de afgelopen maanden, gebeurde volledig online. Zoals veel deelnemers opmerkten, zich voorbereiden op de ene ramp terwijl hij te midden van een andere een unieke ontroering had, een niet-zo-subtiele herinnering dat onwaarschijnlijke maar catastrofale gebeurtenissen zeer reëel zijn, en moet worden voorbereid.

Experts op het gebied van rampenbeheersing, lokale overheden, missieplanners en beleidsexperts kijken regelmatig naar gebeurtenissen uit het verleden om te zien wat werkte, en wat ging er mis. Op de vierde dag van de conferentie, lessen uit eerdere rampen zoals orkanen, overstromingen en aardbevingen werden besproken, samen met lessen uit de COVID-19-pandemie.

Van vitaal belang is de noodzaak om te investeren in onderzoek en technologie, regeringen en lokale autoriteiten voorbereiden, inclusief met realistische oefenscenario's, begrijpen hoe diverse bevolkingsgroepen met uiteenlopende behoeften, waaronder de meest kwetsbaren in de samenleving, kunnen worden beschermd, en het verstrekken van duidelijke en transparante informatie en advies aan het publiek.

"Een grote les was dat we meer langetermijnplanning nodig hebben over hoe we kunnen herkennen, potentieel gevaarlijke asteroïden te volgen en uiteindelijk te verminderen, " zegt Detlef Koschny, Hoofd van ESA's Planetary Defense Office.

"Gewoon denken in jaarlijkse of halfjaarlijkse planningscycli, hoeveel budgetten bij openbare instellingen zijn vastgesteld, is niet goed genoeg om een ​​risico aan te pakken dat al honderden miljoenen jaren in de maak is."

Eindelijk, één ding is duidelijk:een asteroïde-inslag, hoewel onwaarschijnlijk, zal waarschijnlijk vroeg of laat gebeuren - dus het is het beste om voorbereid te zijn.